В марте месяце 2011 года выходит в свет новая книга О.Г. Захарова «Источники питания для схем с цифровыми устройствами релейной защиты». В книге подробно рассмотрены новый класс устройств, появление которых вызвано широким внедрением цифровых устройств релейной защиты, автоматики, сигнализации и управления.
В отличие от ранее выпускавшихся блоков питания, новые устройства объединяют в одном корпусе преобразователи «ток-напряжение» и «напряжение-ток», что совместно с использованием в них высокочастотных трансформаторов позволило существенно уменьшить габариты блоков.
По своей сути такие комбинированные блоки стали источниками бесперебойного электроснабжения оперативным питанием цифровых устройств.
Впервые под одной обложкой приведены сравнительные характеристики практически всех комбинированных источников питания, выпускаемых различными отечественными предприятиями.
В книге также уделено достаточно много места ещё одному достаточно новому виду устройств – накопителям энергии. В некоторых случаях их использование позволяет отказаться от применения трансформаторов тока в качестве источников питания устройств РЗА в аварийных режимах. В связи с особым вниманием, уделяемому оперативному питанию цифровых устройств, издание дополнено приложением, где приведены современные технические требования к портам оперативного питания цифровых устройств.
Автор искренне благодарит сотрудников портала //rza.org.ua, на котором были размещены материалы, послужившие основой для этой книги и выражает признательность специалистам, высказавшим своё мнение об этих работах.
Ниже приведены Введение в новую книгу и её Содержание
Введение
Для бесперебойного обеспечения оперативным питанием схем и устройств релейной защиты в схемах электроустановок по отдельности (рис. 1) или совместно (рис. 2) применяли блоки питания:
- типа БПТ (блок UGA на рис. 1, а), получающие энергию от вто-ричных обмоток трансформаторов тока ТА;
- типа БПН (блок UGV на рис. 1, б), получающие энергию от вто-ричных обмоток трансформаторов напряжения (измерительных или соб-ственных нужд).
|
|
Рис. 1 Подключение отдельных блоков питания по [13] |
|
Совместное использование таких блоков, когда их выходные цепи объединяются на шинах оперативного питания позволяет обеспечить
|
Рис. 2 Составной комбинированный блок питания по [13] |
бесперебойное оперативное питание устройств и схем релейной защиты независимо от режима работы тех первичных элементов системы электроснабжения (трансформаторов тока и напряжения), от которых они получают энергию. Такая схема включения двух раздельных блоков позволяет получать напряжение оперативного питания при отсутствии как тока в линии (холостой ход), так и напряжения на подстанции в режиме короткого замыкания.
Как правило, блоки типов БПТ и БПН работают на свои сборные шинки, к которым подключены оперативные цепи.
Как известно, трансформаторы тока защищаемой линии можно ис-пользовать в качестве индивидуального источника оперативного тока только при наличии в линии тока. Примером такого использования транс-форматоров тока является схема релейной защиты с дешунтированием отключающих электромагнитов выключателя.
Контактная система КА, применяемого в такой схеме, должна быть рассчитана на коммутацию токов до 150 А и обеспечивать отсутствие разрыва цепи вторичной обмотки трансформатора тока (рис. 3)*1 .
|
Рис.3 Схема дешунтирования электромагнита отключения |
В свою очередь, измерительные трансформаторы напряжения и трансформаторы собственных нужд можно применять с этой же целью только при наличии напряжения в линии. В частности, напряжение на входе блока может отсутствовать при близких коротких замыканиях в защищаемой линии.
Такие источники оперативного тока имеют ряд преимуществ перед аккумуляторной батареей как источником оперативного питания.
Во-первых, они дешевы и свободны от недостатков, присущих аккумуляторным батареям, в частности не требуют соблюдения специальных норм и правил, установленных в для аккумуляторных установок.
Во-вторых, использование трансформаторов тока и напряжения в качестве источников оперативного тока до минимума снижает протяжен-ность цепей оперативного тока и повышает надежность релейной защиты.
Блоки питания применяют обычно для организации группового источника оперативного тока, питающего устройства релейной защиты и автоматики, установленные на одном присоединении, например одной линии.
Кроме рассмотренных блоков питания типов БПТ и БПН в электроустановках в качестве источников оперативного питания нашли применение предварительно заряженные конденсаторные батареи (накопители энергии).
Например, конденсаторный блок типа БК-400 (рис. 4, а) состоит из конденсатора С и разделительных диодов Д1, Д2. Так как конденсатор
а) |
б) |
|
|
Рис. 4 Блок БК-400 (а) и гра-фик заряда и разряда кон-денсатора (б). |
разряжается за короткий промежуток времени (рис. 4, б), то один конден-саторный блок можно использовать для питания только одного электромеханического элемента (промежуточного реле или электромагнита отключе-ния выключателя), работающего без замедления.
При присоединении нескольких конденсаторных блоков к одному блоку заряда используют одну из схем, предотвращающих разряд нес-кольких конденсаторов на одно электромеханическое устройство.
При использовании первой схемы (на рис. 5, а ) разряд конденсатора С2 предотвращают диоды 2Д1, 2Д2, а конденсатора С1 – диоды 1Д1, 1Д2.
Во второй схеме (рис. 5, б) разряд этих же конденсаторов предотвращают размыкающие контакты реле РЗ1.1 и РЗ2.1.
Работа обоих схем происходит одинаково. При замыкании контак-тов 1РЗ или 2РЗ реле защиты происходит разряд конденсатора 1С или 2С через обмотку соответствующего электромагнита отключения выключа-теля 1ЭО или 2ЭО.
а) |
б) |
|
|
Рис. 5 Включение двух конденсаторных блоков |
|
Конденсаторные блоки просты и надежны, потребляют в режиме заряда небольшую мощность, а в режиме разряда способны обеспечить питание катушек отключения выключателей независимо от наличия тока и напряжения на защищаемом участке.
Для питания конденсаторных батарей используют блоки питания и заряда, подключаемые как к трансформаторам напряжения, так и транс-форматорам тока.
При использовании блока БПЗ-401 вторичные цепи трансформатора напряжения подключают к зажимам 1 и 2, цепи оперативного питания – к зажимам 8 и 9 (рис. 6, а), а заряжаемые конденсаторы или конденсаторные блоки – к зажимам 6 и 10. Сигнализация о наличии
а) |
б) |
|
|
Рис. 6 Блоки питания и заряда |
или отсутствии напряжения на выходе блока осуществляется с помощью размыкающего контакта реле КL. Диоды VD1 и VD2 предотвращают разряд конденсатора при исчезновении напряжения на зажимах 7, 10.
Для регулирования напряжения на выходе блока изменяют схему переключения одинаковых секций первичной обмотки, а с помощью накладок SX1 и SX2 изменяют число задействованных витков во вторичной обмотке, что позволяет изменять момент наступления феррорезонанса, используемого для стабилизации выходного напряжения.
Входные цепи блока БПЗ-402 (рис. 6, б) подключают ко вторичной обмотке трансформатора тока. Внешний конденсатор С2 подсоединяют через резистор R2 и диод VD2 к выходу выпрямительного моста VD1.
Разряд внешнего конденсатора С2 при исчезновении напряжения на выходе блока ограничивается обратным сопротивлением диодаDV2.
Рассмотренные и подобные им блоки питания, рассчитанные на длительную нагрузку до 1500 Вт, применяли в электроустановках с электромеханическими устройствами релейной защиты.
Специальных требований к напряжению оперативного питания, по-лучаемого с помощью таких блоков, не предъявлялось. В действующих ПУЭ (cм. главу 3.4) регламентирована только одна характеристика – потеря напряжения, отражающая статическое изменение напряжения в
сторону уменьшения от номинального значения *3.
Однако ещё при переходе к полупроводниковым устройствам ре-лейной защиты совместно с такими блоками питания пришлось приме-нять сглаживающие фильтры, ограничивающие пульсации напряжения оперативного питания.
Последовавший позже переход на цифровые устройства релейной защиты потребовал строгой регламентации требований к источникам оперативного питания. Однако, в известной литературе, описывающей цифровые устройства релейной защиты, нет сведений о характеристиках используемых в них блоков питания, а также требований к качеству электроэнергии источника оперативного питания.
Наиболее полно требования к источнику оперативного питания изложены в РД 34.35.310-97, содержащий раздел 4.5 «Требования к условиям питания оперативным током».
Учитывая изложенное, за последние годы практически все производители цифровых устройств релейной защиты начали выпуск специальных устройств питания, отвечающих всем требованиям, предъявляемым к источникам оперативного питания, установленным в
РД 34.35.310-97.
Как и выпускаемые ранее, новые блоки также получают энергию от трансформаторов тока и напряжения, но выполнены в виде единой кон-струкции. Такие блоки принято называть комбинированными блока-ми питания.
Содержание
Предисловие
Введение
Глава первая. Комбинированные блоки питания
1.1 Блоки серии БПНТ
1.2 Блоки серии БПК
1.3 Блоки «Орион»
1.4. Блок БПК-001
1.5 Блок ИПК
1.6.Блок КБП-301
1.7 Блок БПК-40-01
1.8 Блоки серии БПТ
Глава вторая. Конденсаторные блоки
2.1 Блок БК
2.2 Блок БК-101
2.3 Блок БК-202
2.4 Блок БПК-40
Глава третья. Сравнительные характеристики источников питания
3.1 Токовые входы комбинированных блоков питания
3.2 Входы напряжения
3.3 Выходные цепи
Глава четвертая Устойчивость к внешним воздействиям
4.1 Климатические воздействия
4.2 Механические воздействия
4.3 Помехозащищенность
4.4 Электрическая изоляция и безопасность
Глава пятая Накопители энергии в цепях оперативного питания
Глава шестая. Дешунтирование электромагнитов отключения
Приложение. Требования к портам оперативного питания цифровых устройств релейной защиты
Список литературы
*1 Сплошной линией со стрелкой показан путь тока, не превышающего уставку срабатывания реле.
Штриховая линия со стрелкой показывает путь тока после срабатывания реле КА.
*2 Здесь и далее сохранены условные обозначения элементов, использо-ванные в заимствованных электрических схемах.
*3 «Для цепей оперативного тока потери напряжения от источника питания должны составлять:
до панели устройства или до электромагнитов управления, не имеющих форсировки, - не более 10% при наибольшем токе нагрузки;
до электромагнитов управления, имеющих трёхкратную и большую форсировку, - не более 25% при форсировочном значении тока»
6 Март, 2011 13:41 
12306
Загрузок: 323
4.8 Mb
Document Adobe
Закрытая информация, только для зарегистрированных пользователей!
Выполняется отправка...